(57)【要約】  本発明の偏波保持ファイバは、ゲルマニウムがドープされた石英ガラスからなるコア（１）と、ホウ素がドープされた石英ガラスからなる応力付与部（３）と、純粋石英ガラスからなるクラッド（２）と、前記クラッド（２）の外周に設けられ、１０μｍ以下の膜厚を有し、ポリイミドからなる被覆材（４）とを有する。
2012023219.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏波保持ファイバであって、
ゲルマニウムがドープされた石英ガラスからなるコアと、
ホウ素がドープされた石英ガラスからなる応力付与部と、
純粋石英ガラスからなるクラッドと、
前記クラッドの外周に設けられた膜厚１０μｍ以下のポリイミドからなる被覆材と、
を有することを特徴とする偏波保持ファイバ。
【請求項２】
請求項１に記載の偏波保持ファイバであって、
波長１５５０ｎｍ、温度＋２２℃におけるモード複屈折が５×１０−４以上である
ことを特徴とする偏波保持ファイバ。
【請求項３】
光ファイバセンサであって、
請求項１又は請求項２に記載の偏波保持ファイバを含むセンシング部を有し、
−６０℃以上＋３００℃以下の環境でひずみと温度とを同時に計測する
ことを特徴とする光ファイバセンサ。
【請求項４】
請求項３に記載の光ファイバセンサであって、
前記センシング部には、ファイバブラッググレーティングが形成されている
ことを特徴とする光ファイバセンサ。
【請求項５】
請求項４に記載の光ファイバセンサであって、
前記センシング部が、計測対象物である構造物に固定され、
前記構造物に生じるひずみと温度とを同時に計測することを特徴とする光ファイバセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、−６０〜＋３００℃程度の温度環境下において使用可能な偏波保持ファイバ、およびこれを用いる光ファイバセンサに関する。
本願は、２０１０年８月１８日に、日本国に出願された特願２０１０−１８３２１５号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバを用いたひずみや温度のセンシング技術の課題として、計測対象物にひずみと温度変化とが同時に生じると、ひずみ及び温度変化の各々の影響を分離して計測することが困難であることが挙げられる。この課題に対して、特許文献１〜３および非特許文献１では、偏波保持（Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  Ｍａｉｎｔａｉｎｉｎｇ、ＰＭ）ファイバを用いて、ひずみと温度とを同時に計測するセンサおよびその方法について、開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３８１９１１９号公報
【特許文献２】特許第４４２０９８２号公報
【特許文献３】特許第４４７４４９４号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】大道浩児、寺田佳弘、和田大地、村山英晶、井川寛隆、“偏波保持ファイバを用いたひずみ・温度同時計測センサ”、信学技報、２００９年８月、第１０９巻、第１７５号、ＯＰＥ２００９−９７、ｐｐ．１１７−１２２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１〜３および非特許文献１においては、測定可能な温度として、その上限が＋１２０℃程度（室温からの温度変化が約１００℃）であることが示されている（特許文献１の図４、特許文献２の段落００７１〜００７２、特許文献３の段落００９５〜００９６、非特許文献１の「４．２  ひずみと温度の同時計測」参照）。これは、センシング部に用いる偏波保持ファイバがＵＶ（紫外線）硬化型アクリレートで被覆されており、この被覆材の耐熱温度が＋１２０℃程度であるためである。
しかしながら、前記温度範囲外の環境においても、ひずみと温度の変化を同時に計測できる光ファイバセンサの需要が高くなっている。具体的には、油井に代表される高温環境（例えば、＋１５０〜＋３００℃）や、航空機に代表される温度変動の大きい環境（例えば、−６０〜＋１２０℃）において、前記光ファイバセンサが求められている。これらの応用分野においては、前述のとおり、被覆材の耐熱温度から、従来の光ファイバセンサを適用させることが困難である。【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、−６０〜＋３００℃程度の温度環境下において使用可能な偏波保持ファイバおよびこのファイバを用いたひずみと温度とを同時に計測可能な光ファイバセンサの提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するため、本発明の第１態様の偏波保持ファイバは、ゲルマニウムがドープされた石英ガラスからなるコアと、ホウ素がドープされた石英ガラスからなる応力付与部と、純粋石英ガラスからなるクラッドと、前記クラッドの外周に設けられた膜厚１０μｍ以下のポリイミドからなる被覆材とを有する。
本発明の第１態様の偏波保持ファイバにおいては、波長１５５０ｎｍ、温度＋２２℃におけるモード複屈折が５×１０−４以上であることが好ましい。
前記課題を解決するため、本発明の第２態様の光ファイバセンサは、上述の偏波保持ファイバを含むセンシング部を有し、−６０℃以上＋３００℃以下の環境でひずみと温度とを同時に計測する。
本発明の第２態様の光ファイバセンサにおいては、前記センシング部に、ファイバブラッググレーティングが形成されていることが好ましい。
本発明の第２態様の光ファイバセンサにおいては、前記センシング部が、計測対象物である構造物に固定され、前記構造物に生じるひずみと温度とを同時に計測することが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
上記第１態様の偏波保持ファイバによれば、被覆材が耐熱性に優れるとともに、その膜厚を１０μｍ以下としたことによりマイクロベンドの影響による伝送損失の増大と偏波クロストークの劣化を抑制でき、−６０〜＋３００℃程度の温度環境下において使用することが可能である。
上記第２態様の光ファイバセンサによれば、−６０〜＋３００℃程度の温度環境下において、ひずみと温度の同時計測が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の偏波保持ファイバの一例を示す断面図である。
【図２】本発明の偏波保持ファイバにＦＢＧが形成されたセンシング部の一例を示す斜視図である。
【図３Ａ】ＰＡＮＤＡファイバの断面構造の一例を示す断面図である。
【図３Ｂ】ＰＡＮＤＡファイバのｘ軸（スロー軸）に沿った屈折率分布の一例を示すグラフである。
【図４Ａ】実施例１の偏波保持ファイバに関する損失波長特性の一例を示すグラフである。
【図４Ｂ】実施例１の偏波保持ファイバに関する伝送損失の温度依存性を示すグラフである。
【図５】実施例１と比較例１との偏波保持ファイバに関する曲げ直径と曲げ損失の関係を示すグラフである。
【図６】実施例１と比較例１との偏波保持ファイバに関する曲げ直径と偏波クロストークとの関係を示すグラフである。
【図７】実施例１の偏波保持ファイバの高温領域における偏波クロストークの温度特性を示すグラフである。
【図８】実施例１の偏波保持ファイバの低温領域における偏波クロストークの温度特性を示すグラフである。
【図９】実施例１と比較例２との偏波保持ファイバに関する引張強度ワイブル分布プロットを示すグラフである。
【図１０】実施例２の光ファイバセンサで用いたＦＢＧの反射スペクトルを示すグラフである。
【図１１】実施例２の光ファイバセンサで用いたＦＢＧの設定ひずみとブラッグ波長の関係を示すグラフである。
【図１２】実施例２の光ファイバセンサで用いたＦＢＧの設定温度変化とブラッグ波長との関係を示すグラフである。
【図１３】実施例２の光ファイバセンサで用いたＦＢＧの設定ひずみ、及び設定温度変化に対するブラッグ波長差の変化を示すグラフである。
【図１４】基材に固定したＦＢＧ（実施例３）と基材に固定する前のＦＢＧ（実施例２）の設定温度およびブラッグ波長の関係を示すグラフである。
【図１５】基材に固定したＦＢＧ（実施例３）を用い、基材の温度と温度変化に伴う基材の線膨張によるひずみとを計測した結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、好適な実施の形態に基づき、図面を参照して本発明を説明する。
また、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００１１】
図１に、本実施形態の偏波保持ファイバ５の断面図を示す。この偏波保持ファイバ５は、中心のコア１と、１対の応力付与部３，３と、クラッド２と、被覆材４とによって構成されている。応力付与部３，３は、コア１から離間し、互いに対向するように配置され、コア１を中心にして対称な位置に設けられている。クラッド２は、コア１および応力付与部３，３を包囲する。被覆材４は、クラッド２の外周に設けられている。
【００１２】
コア１は、断面円形であり、ゲルマニウム（Ｇｅ）がドープされた石英ガラスからなることが好ましい。
クラッド２は、コア１の外周上に同心円状に設けられ、純粋石英ガラスからなることが好ましい。
応力付与部３は、クラッド２内に設けられ、ホウ素（Ｂ）がドープされた石英ガラスからなることが好ましい。この応力付与部３を構成するＢがドープされた石英ガラスの線膨張係数は、クラッド２を構成する純粋石英ガラスの線膨張係数より大きい。
図１に示す偏波保持ファイバ（偏波面保存光ファイバ）の構造は、応力付与部３が断面円形であるパンダ（ＰＡＮＤＡ：  Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ−ｍａｉｎｔａｉｎｉｎｇ  ＡＮＤ  Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ−ｒｅｄｕｃｉｎｇ）型である。
【００１３】
図３Ａに示すように、偏波保持ファイバ５は、直交する２つの偏波軸、すなわち、ｘ軸（スロー軸）およびｙ軸（ファスト軸）を有する。スロー軸は、応力付与部３，３のそれぞれの中心と、コア１の中心とを通る直線で示される。ファスト軸は、スロー軸に直交し、かつコア１の中心を通る直線で示される。
図３Ｂに示すように、コア１の屈折率はクラッド２の屈折率よりも高いため、クラッド２を基準としたコア１の比屈折率差ΔＡは正の値となる。一方、応力付与部３の屈折率はクラッド２の屈折率よりも低いため、クラッド２を基準とした応力付与部３の比屈折率差ΔＢは負の値となる。
【００１４】
前述のとおり、応力付与部３の線膨張係数は、クラッド２の線膨張係数よりも大きいため、ファイバ紡糸工程の冷却過程においてクラッド２よりも収縮する。そのため、応力付与部３が周囲のクラッド２およびコア１に引っ張りひずみを印加する。このひずみによる光弾性効果によりコア１に複屈折が生じ、モード複屈折（モード複屈折率）が誘起される。モード複屈折は偏波保持力の指標となり、この値が高いほど偏波保持力が高いことを意味する。本実施形態では、このモード複屈折が、波長１５５０ｎｍ、温度＋２２℃において５×１０−４以上であることが好ましい。ＰＡＮＤＡファイバの構造としては、応力付与部３，３の配置間隔が小さい構造と大きい構造とが知られている。一般的に、配置間隔が小さい構造においてはモード複屈折が大きく、配置間隔が大きい構造においてはモード複屈折が小さい。従って、応力付与部３，３の構造としては、配置間隔は小さい構造を採用することが好ましい。
【００１５】
本実施形態の偏波保持ファイバ５は、石英ガラス部（コア１、クラッド２、及び応力付与部３，３）を保護する被覆材４として、膜厚１０μｍ以下のポリイミドを用いた光ファイバ素線である。石英ガラス部は１０００℃程度の耐熱性を有するが、一般的な光ファイバ素線に用いられるＵＶ硬化型アクリレートは、耐熱性が低い。そこで、耐熱性に優れるポリイミドを被覆材４として用いることにより、−６０〜＋３００℃程度の温度環境下でも被覆材４が変質する等の劣化を防ぐことができる。しかしながら、ポリイミドはＵＶ硬化型アクリレートと比較してヤング率が１〜３桁程度高いためにファイバにマイクロベンドが発生し、伝送損失特性および偏波保持力が劣化する問題がある。しかしながら、ポリイミドからなる被覆材４（以下、ポリイミド被覆材４ということがある）の膜厚を１０μｍ以下とすることにより、マイクロベンドによる伝送損失の増大と偏波クロストークの劣化を抑制できる。具体的には、−６０〜＋３００℃という広い温度範囲の全体において、使用波長（例えば１５５０ｎｍ帯）における伝送損失が１ｄＢ／ｋｍ以下、偏波クロストークが−２５ｄＢ／１００ｍ以下を満たす偏波保持ファイバを実現することが可能になる。従って、本実施形態の偏波保持ファイバ５は、通信用としてもセンサ用としても好適に使用でき、特に、−６０〜＋３００℃程度の温度環境下におけるひずみと温度とを同時に計測可能なセンサとして好適に使用することができる。
【００１６】
本実施形態の光ファイバセンサは、上記偏波保持ファイバ５を含むセンシング部を有する。この光ファイバセンサにおいては、偏波保持ファイバ５における直交する２つの偏波軸に測定光を入射した場合に、測定光に起因する反射光または散乱光の特性変化に基づいて、ひずみと温度とを同時に計測することができる。同時計測を行うための反射光または散乱光としては、公知のブラッグ（Ｂｒａｇｇ）反射光、ブリルアン（Ｂｒｉｌｌｏｕｉｎ）散乱光、誘導ブリルアン散乱光などを用いることができる。
このような光の中でも、ブラッグ反射光は、ブリルアン散乱光や誘導ブリルアン散乱光と比較して光強度が大きく、ひずみや温度変化に対する特性の変化量（ブラッグ波長変化量）が大きいことから、高精度の計測が可能である。
【００１７】
ブラッグ反射光によりひずみと温度とを同時に計測する場合には、図２に示すように、センシング部７を構成する偏波保持ファイバのコア１にファイバブラッググレーティング（ＦＢＧ）６が形成された構造が採用される。ＦＢＧの作製方法としては、フッ化クリプトン（ＫｒＦ）エキシマレーザや、アルゴン（Ａｒ）のＳＨＧ（第２高調波）レーザを用い、位相マスク露光法や二光束干渉露光法等により、コア１の長手方向に沿って所定の間隔で屈折率変化を誘起する方法が挙げられる。ＦＢＧは、偏波保持ファイバの長手方向に沿って複数形成しても良い。
ブラッグ反射光の測定方法としては、公知のスペクトラムアナライザを用いてブラッグ反射光を分光測定する方法、チューナブルレーザとフォトダイオードなどの受光素子を用いて光強度が最大となる掃引波長からブラッグ波長を計測する方法、光周波数領域反射測定（ＯＦＤＲ）法などを用いることができる。
ＯＦＤＲ法を用いる場合には、特許文献２，３に記載されている物理量計測装置を用いることができる。これらの物理量計測装置に本発明を適用する場合、センシング部となるＦＢＧが形成された偏波保持ファイバに、上述の偏波保持ファイバ５が使用される。
【００１８】
ブリルアン散乱光や誘導ブリルアン散乱光により測定を行う場合には、コア１にＦＢＧを作製する必要がないので、偏波保持ファイバの長手方向のほぼ全長にわたって測定が可能になり、計測対象物が広大である場合に好適である。
ブリルアン散乱光や誘導ブリルアン散乱光の測定方法としては、公知のブリルアン時間領域反射測定（ＢＯＴＤＲ）法、ブリルアン時間領域分析（ＢＯＴＤＡ）法、ブリルアン光相関領域分析（ＢＯＣＤＡ）法などを用いることができる。
測定光の光源には、単一偏光で狭線幅のレーザ光が使用される。このような光源としては、例えばＤＦＢ（分布帰還型）レーザダイオード、単一偏光ファイバレーザなどが用いられる。
センシング部で生じたブリルアン散乱光または誘導ブリルアン散乱光の計測においては、これらの散乱光がフォトダイオードなどの受光素子に入射されて、ひずみや温度変化に対する特性の変化量が測定される。これらの測定においても、センシング部となる偏波保持ファイバに、上述の偏波保持ファイバ５が使用される。
【００１９】
いずれの測定方法の場合においても、センシング部７を構成する偏波保持ファイバの被覆材４が膜厚１０μｍ以下のポリイミドで形成されている。このため、−６０〜３００℃程度の温度環境下でひずみ及び温度を測定することが可能になる。特に、−６０〜＋３００℃の温度範囲において、使用波長（例えば１５５０ｎｍ帯）における伝送損失が１ｄＢ以下、偏波クロストークが−２５ｄＢ／１００ｍ以下を満たす偏波保持ファイバを用いることにより、低温から高温まで広い温度範囲にわたって、ひずみと温度の同時測定を高精度に行うことができる。
【００２０】
本実施形態の光ファイバセンサにおいては、そのセンシング部を計測対象である構造物に直接固定してひずみと温度の同時計測を行うことができる。計測対象となる構造物は、光ファイバ（センサ）を固定できるものであればいかなるものでも構わない。例えば、油井分野ではステンレス鋼からなるパイプラインや、同じくステンレス鋼からなる抗井の圧力計測を行う圧力ダイヤフラムなどが挙げられる。また、航空機分野ではカーボン繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）からなる主尾翼などが挙げられる。このとき、光ファイバ（センサ）を固定するための接着材は、構造物に生じる温度環境範囲に応じて選定する。具体的には、構造物に生じる温度環境範囲において接着性とヤング率の変化が小さいものが望ましく、前記温度環境範囲が−６０〜＋３００℃である場合は、ポリイミドを用いるのが好ましい。
【００２１】
以上、本発明を好適な実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明の技術範囲は、上記実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
本発明は、ＰＡＮＤＡ型の偏波保持ファイバのほか、ボウタイ型ファイバ、楕円クラッド型などの種々のタイプの偏波保持ファイバにも適用可能である。
また、本発明の偏波保持ファイバは、光伝送、光通信の用途にも使用可能である。
【実施例】
【００２２】
以下、実施例をもって本発明を具体的に説明する。【００２３】
＜実施例１：偏波保持ファイバ＞
図３Ａ及び３Ｂに示すように、Ｇｅがドープされた石英ガラスからなるコア１と、Ｂがドープされた石英ガラスからなる応力付与部３と、純粋石英ガラスからなるクラッド２からなり、クラッド２に対するコア１の比屈折率差ΔＡが＋０．４％、応力付与部３の比屈折率差ΔＢが−０．７％の屈折率分布構造を有するＰＡＮＤＡ型ファイバを作製し、次いで、クラッド２の外周に図１に示すポリイミド被覆材４を形成することにより、実施例１に係るポリイミド被覆ＰＡＮＤＡファイバからなる偏波保持ファイバ５を製造した。この際、ポリイミド被覆材４には、この後、実施（評価）する機械強度特性を向上させるために、少量の添加剤を加えた。
上記のように得られた実施例１のポリイミド被覆ＰＡＮＤＡファイバの光学特性を表１に示す。カットオフ波長以外の光学特性は、いずれも、波長１５５０ｎｍに対する測定値である。【００２４】
【表１】
2012023219.tif 000003
【００２５】
（損失波長特性）
実施例１のポリイミド被覆ＰＡＮＤＡファイバの損失波長特性を図４Ａに示す。損失波長特性は、検査用スプール（胴径３８０ｍｍ）に巻いた状態で測定した。応力付与部３にドープされたホウ素による長波長側での損失劣化がなく、良好な損失波長特性が得られた。波長１３８０ｎｍ付近にＯＨ基に起因する吸収損失が見られるが、１５５０ｎｍ帯への影響はほとんどなく、使用上問題のない特性が得られたといえる。表１に記載されているように、１５５０ｎｍにおける伝送損失は、０．８８ｋｍ/ｄＢであった。【００２６】
（伝送損失の温度依存性）
実施例１のポリイミド被覆ＰＡＮＤＡファイバに関し、伝送損失の温度依存性をファイバ長１００ｍで評価した。−６０〜＋３００℃における伝送損失変動を図４Ｂに示す。なお、縦軸（伝送損失変動）は、＋２５℃における伝送損失からの損失変化を示している。低温領域で若干損失が増加しているが、センサ用途として十分に利用可能な小さな変動である。【００２７】
（曲げ損失の曲げ直径依存性）
実施例１のポリイミド被覆ＰＡＮＤＡファイバと従来の１５５０ｎｍ用ＰＡＮＤＡファイバ（比較例１）の曲げ損失の曲げ直径依存性（測定波長１５５０ｎｍ）を測定した。この測定結果を図５に示す。
比較例１のＰＡＮＤＡファイバにおいては、クラッド外径１２５μｍのＰＡＮＤＡファイバにＵＶ硬化型アクリレートが被覆されており、被覆外径は２４０μｍである。
例えば、曲げ直径２０ｍｍで対比すると、比較例１の曲げ損失は約１ｄＢであるのに対し、実施例１の曲げ損失は約０．００６ｄＢであった。この結果より、実施例１のポリイミド被覆ＰＡＮＤＡファイバは、良好な曲げ損失特性を有しており、比較例１と比較して、１／１００程度の低い曲げ損失特性を有することがわかった。【００２８】
（偏波クロストークの曲げ直径依存性）
実施例１のポリイミド被覆ＰＡＮＤＡファイバと従来の１５５０ｎｍ用ＰＡＮＤＡファイバ（比較例）の偏波クロストークの曲げ直径依存性（測定波長１５５０ｎｍ、サンプル長は２．５ｍ）を測定した。この測定結果を図６に示す。比較例としては、上述の曲げ損失の曲げ直径依存性の測定に用いたＰＡＮＤＡファイバ（比較例１）と同じである。
偏波クロストークとは、ＰＡＮＤＡファイバの偏波保持力を表す値である。具体的には、偏波クロストークは、ファイバの片端からｘ軸もしくはｙ軸に沿った直線偏波を入射し、この直線偏波がファイバ内を一定距離だけ伝搬した場合において、ファイバの出射端において入射方向の直線偏光成分と、入射方向に対して直交する偏波軸に漏洩した偏光成分の強度比と定義される。入射光をｙ偏波と定義した場合は、入射方向の直線偏光成分の光強度をＰｙ、直交する偏波軸に漏洩した偏光成分（ｘ偏波）の光強度をＰｘとして、ｃｒｏｓｓｔａｌｋ＝１０×ｌｏｇ（Ｐｘ／Ｐｙ）で定義される。【００２９】
偏波クロストークの劣化原因として、被覆などに起因するマイクロベンドとファイバの曲げに起因するマクロベンドが挙げられる。実施例１のポリイミド被覆ＰＡＮＤＡファイバは被覆材がポリイミドからなるため、ＵＶ硬化型アクリレートを用いた比較例に比べると、被覆材に起因するマイクロベンドが大きくなり易い。そのため、曲げ直径５０ｍｍにおいては、実施例１のポリイミド被覆ＰＡＮＤＡファイバのクロストーク値は−３２ｄＢ／１０ｔｕｒｎｓと、比較例１のＰＡＮＤＡファイバのクロストーク値−４０ｄＢ／１０ｔｕｒｎｓに比べて劣化している。
しかしながら、曲げ直径を小さくしていく場合、即ち、曲げ直径が５０ｍｍから１０ｍｍに向けて徐々に小さくなる場合、従来例のＰＡＮＤＡファイバは急激にクロストーク値が劣化する。これに対して、実施例１のポリイミド被覆ＰＡＮＤＡファイバのクロストーク値はほとんど劣化せず、曲げ直径１０ｍｍ×１０ｔｕｒｎｓにおいても約−３０ｄＢ／１０ｔｕｒｎｓの値を保っていることが確認された。この結果から、実施例１のポリイミド被覆ＰＡＮＤＡファイバにおいては、ファイバの曲げに起因する偏波クロストークの劣化が著しく低減されていることが分かる。【００３０】
（偏波クロストークの温度依存性）
実施例１のポリイミド被覆ＰＡＮＤＡファイバの偏波クロストークの温度依存性をファイバ長１００ｍで評価した。被覆材に用いたポリイミドの耐熱温度は−６０〜＋３００℃であるため−６０〜＋４０℃（低温領域）と＋４０〜＋３００℃（高温領域）との２通りで繰り返しの温度変化を与えて評価を行った。高温領域における評価結果を図７に、低温領域における評価結果を図８に示す。それぞれのグラフの左軸（図７および図８において左側に位置する縦軸）がＣｒｏｓｓｔａｌｋを示し、この軸において、Ｃｒｏｓｓｔａｌｋの値が減少するほど（軸の下方向）、偏波クロストークが良好であることを意味する。【００３１】
図７より、高温領域（＋４０〜＋３００℃）においては、初期変動を除き、偏波クロストークが±１ｄＢ／１００ｍ程度の変動に抑えられており、実使用上、ほとんど問題ないことがわかる。また、熱が加わることでポリイミド被覆によるファイバのマイクロベンドが緩和されるため、温度上昇時と＋３００℃保持時にクロストークが向上し、一方、温度下降時と＋４０℃保持時にその逆にクロストークが劣化することがわかる。ポリイミド被覆は、ファイバの紡糸工程において熱硬化により石英系ガラスに被覆されるために残留応力が生じ、マイクロベンドの発生の原因となる。評価スタート時の温度上昇時に最もクロストークが向上する理由は、その残留応力が熱をかけることで解放され、マイクロベンドが低減されるためであると考えられる。【００３２】
図８より、低温領域（−６０〜＋４０℃）においては、温度低下時と−６０℃保持時に偏波クロストークがわずかに劣化するが、その変動は±１ｄＢ／１００ｍ程度であり、高温領域同様に実使用上問題はないことがわかった。以上より、実施例１のポリイミド被覆ＰＡＮＤＡファイバは−６０〜＋３００℃において偏波クロストークがほぼ−２５ｄＢ／１００ｍ以下（高温領域における初期変動を含めても−２４ｄＢ／１００ｍ以下）を満たすことが確認できた。【００３３】
（モード複屈折と偏波クロストークおよび伝送損失の関係）
以上説明した実施例１のポリイミド被覆ファイバの良好な偏波クロストーク特性は、応力付与部３，３の配置間隔を小さくして大きなモード複屈折(設計値５×１０−４以上、測定値５．５×１０−４)を誘起することで実現できた。比較例として、従来のＰＡＮＤＡファイバ(例えば、比較例１のＵＶアクリレート被覆ＰＡＮＤＡファイバ)と同等のモード複屈折（約３×１０−４）のポリイミド被覆ＰＡＮＤＡファイバを作製したところ、偏波保持力が大きく低下し、偏波クロストーク値は−１０ｄＢ／１００ｍであった。
また、応力付与部３，３の配置間隔をより小さくすることで、より偏波保持力を向上させることも可能であるが、偏波クロストークと伝送損失との間にトレードオフの関係があるため、モード複屈折を必要以上に大きくすると伝送損失が増加する点で好ましくない。
比較例として、モード複屈折が９×１０−４程度のポリイミド被覆ＰＡＮＤＡファイバを作製したところ、−２７ｄＢ／１００ｍの偏波クロストークが得られる一方で、伝送損失が３ｄＢ／ｋｍとなった。この伝送損失でも一般的なセンシング用途には適用可能であるが、長距離にわたったセンシングする場合（例えば、計測対象物が広大なため計測距離が長い場合や、計測器と計測対象物の距離が離れている場合）は、計測が困難となる場合がある。【００３４】
以上の結果より、実施例１のポリイミド被覆ＰＡＮＤＡファイバは、低伝送損失（０．８８ｋｍ/ｄＢ）、低曲げ損失（曲げ直径２０ｍｍ×１０ｔｕｒｎｓで０．００６ｄＢ）、高偏波クロストーク（−２５ｄＢ／１００ｍ）特性を有する。また、実施例１のポリイミド被覆ＰＡＮＤＡファイバは、−６０〜＋３００℃の温度環境下において、伝送損失と偏波クロストークの変動がほとんどないことから、前記温度環境で用いるセンサ用の光ファイバとして好適であることが確認できた。【００３５】
（機械強度特性）
実施例１のポリイミド被覆ＰＡＮＤＡファイバは、クラッド径１２５μｍに対して被覆径が１４３μｍ（設計値１４５μｍ）、即ち、被覆膜厚が９μｍ（設計値１０μｍ）であり、一般的なＵＶ硬化型アクリレート被覆ファイバ、あるいは被覆径が１５５μｍのポリイミド被覆ファイバ（いずれもクラッド径１２５μｍ）と比較して被覆材の層が薄い。そのため、機械強度特性を充分に考慮する必要がある。表２は、ファイバ長手方向の引張り試験を行い、この結果のワイブル分布プロットより求めた実施例１のポリイミド被覆ＰＡＮＤＡファイバの破断強度（Ｆ５０値）である。比較例としては、クラッド径１２５μｍ、被覆径１５５μｍのポリイミド被覆シングルモードファイバ（ＳＭＦ）（比較例２）を用いた。なお、１ＧＰａは、約１．３８９％のファイバ伸びを示している（実施例１のポリイミド被覆ＰＡＮＤＡファイバおよび比較例２のポリイミド被覆ＳＭＦのヤング率をともに７２ＧＰａとして計算した値）。【００３６】
【表２】
2012023219.tif 000004
【００３７】
比較例２のポリイミド被覆ＳＭＦの破断強度は５．１ＧＰａであるが、実施例１のポリイミド被覆ＰＡＮＤＡファイバの破断強度は５．５ＧＰａであり、従来のポリイミド被覆ＳＭＦ以上の機械強度特性を有していることが確認された。
また、実施例１のポリイミド被覆ＰＡＮＤＡファイバを＋３００℃の温度環境下にて使用したときを考慮して、＋３００℃にてエージング試験を行った後の強度特性も評価した。図９に、比較例２のポリイミド被覆ＳＭＦと実施例１のポリイミド被覆ＰＡＮＤＡファイバとに関し、＋３００℃にてエージング試験を行った後（２５０時間）の引張強度ワイブル分布プロットを示す。比較例２のポリイミド被覆ファイバの破断強度（Ｆ５０値）は２．９ＧＰａであったが、実施例１のポリイミド被覆ＰＡＮＤＡファイバは４．６ＧＰａと高い値が得られた。実施例１のポリイミド被覆ＰＡＮＤＡファイバは、比較例２のポリイミド被覆ファイバに比べて、１．６倍強度が向上している。
実施例１のポリイミドＰＡＮＤＡファイバの被覆材４に加えた添加剤は、クラッド２（純粋石英ガラス）と被覆材４（ポリイミド）の間の密着性を向上させることができる。この添加剤の作用により、＋３００℃における被覆材４の劣化、クラッド２表面への損傷が抑制されたと考えられる。
以上の評価より得られた機械強度特性の向上は、このあと実施するひずみと温度の同時計測において、＋３００℃程度の高温環境下においても被覆材４の劣化やファイバの破断確率が小さく、長期間にわたって計測できることを示している。【００３８】
以上説明した実施例１のポリイミド被覆ファイバにおいては、ポリイミド被覆膜厚を１０μｍ以下(測定値９μｍ)とすることで良好な光学特性(低伝送損失、高偏波クロストーク)を実現するとともに、この膜厚においても機械強度特性（ファイバ長手方向の引張り強度）に優れていることが示された。
しかしながら、必要以上にポリイミド被覆膜厚を薄くすると、外部から印加される側圧や衝撃などに対して弱くなる。このため、ポリイミド被覆が最低限の膜厚を有することが好ましい。例えば、計測対象物の材質がＣＦＲＰである場合、カーボン繊維との擦れによるファイバ破断を防止するために、被覆膜厚は６μｍ以上（すなわち、被覆外径を１４１μｍ以上）であることが好ましい。【００３９】
＜実施例２：光ファイバセンサ＞
実施例１の偏波保持ファイバに対し、ＫｒＦエキシマレーザとユニフォーム位相マスクを用いた公知の露光方法によりＦＢＧを作製した。本実施例では、ＦＢＧのグレーティング長を１０ｍｍとし、ブラッグ反射光のサイドローブを抑制するために公知のアポダイズド露光を行った。
このＦＢＧを無ひずみ・室温（＋２２℃）環境にて公知のスペクトラムアナライザを用いた分光測定法により反射スペクトルを測定した。測定結果を図１０に示す。なお、このときの測定光には偏波無依存性の増幅された自然放出（ＡＳＥ）光を用い、偏波保持ファイバの直交する２つの偏波軸に対してほぼ同強度の光を入射して測定を実施した。図１０に示される２つの反射ピークは、短波長側のピークはファスト軸から反射されたブラッグ反射光に起因しており、長波長側のピークはスロー軸から反射されたブラッグ反射光に起因している。この２つの反射ピークの中心波長は、それぞれ１５４９．５７２ｎｍ、１５５０．１００ｎｍであった。このように、これらのピークが明瞭に分離されていることが確認された。【００４０】
図１１は、ＦＢＧの設定ひずみとブラッグ波長の関係を示すグラフである。また、図１２は、ＦＢＧの設定温度変化とブラッグ波長の関係を示すグラフである。図１１のひずみ依存性は、室温（＋２２℃）でＦＢＧに張力（ひずみ）を印加することにより計測した。図１２の温度依存性は、無張力（無ひずみ）状態のＦＢＧを加熱することにより計測した。【００４１】
ブラッグ波長のひずみ依存性（図１１）を直線近似した結果と、この近似式の相関関数（Ｒ２）とを求めた。式（１）に、スロー軸におけるひずみとブラッグ波長の関係を示す。また、式（２）に、ファスト軸におけるひずみとブラッグ波長の関係を示す。なお、式（１）〜式（２）における単位は、ブラッグ波長（ｙ）がｎｍ、ひずみ（ｘ）がμεであり、１μεは、１×１０−４％のファイバ伸びを示している。【００４２】
【数１】
2012023219.tif 000005
【００４３】
【数２】
2012023219.tif 000006
【００４４】
また、ブラッグ波長の温度変化依存性（図１２）を２次式近似した結果と、この近似式の相関関数（Ｒ２）を求めた。式（３）に、スロー軸における温度変化とブラッグ波長の関係を示す。また、式（４）に、ファスト軸における温度変化とブラッグ波長の関係を示す。なお、式（３）〜式（４）における単位は、ブラッグ波長（ｙ）がｎｍ、温度変化（ｘ）が℃である。【００４５】
【数３】
2012023219.tif 000007
【００４６】
【数４】
2012023219.tif 000008
【００４７】
以上より、ひずみおよび温度変化に対して、スロー軸およびファスト軸のブラッグ反射光がともに高い相関関数で近似できる波長シフト特性を示すことが分かった。
なお、ブラッグ波長の温度変化依存性については、直線近似では計測で満足な精度を実現するのに十分なＲ２が得られないため、２次式近似とした。温度変化に対するブラッグ波長変化は、主にファイバコアの屈折率変化に起因するが、この屈折率変化は多項式近似される。従来技術では温度変化の範囲が狭い（０〜１００℃）ため直線近似でも十分なＲ２が得られたが、本実施例では温度変化の範囲が広い（０〜３００℃）ため、２次式近似を用いた。【００４８】
図１３は、図１１および図１２から得られるＦＢＧの設定ひずみ、設定温度変化に対するブラッグ波長差の変化を示すグラフである。図１３の「ひずみ」のプロットは、図１１から得られる無ひずみ（０με）におけるスロー軸のブラッグ波長とファスト軸のブラッグ波長の差を０ｐｍとして、「ブラッグ波長差変化のひずみ依存性」を示している。また、図１３の「温度変化」のプロットは、図１２から得られる室温（温度変化０℃）におけるスロー軸のブラッグ波長とファスト軸のブラッグ波長の差を０ｐｍとして、「ブラッグ波長差変化の温度変化依存性」を示している。
図１３に示すように、ひずみが大きくなるとスロー軸とファスト軸とのブラッグ波長の差が大きくなり、温度が高くなるとスロー軸とファスト軸とのブラッグ波長の差がマイナス方向に大きくなっていく。
このように、ひずみと温度変化に対してスロー軸とファスト軸の波長変化特性が異なるために、ひずみと温度変化に対してブラッグ波長差が変化することを確認できた。この結果より、実施例１の偏波保持ファイバに形成したＦＢＧによるひずみと温度の同時計測が原理的に可能であることを確認できた。【００４９】
次に、図１１および図１２から導出したスロー軸およびファスト軸におけるひずみと温度変化に対するブラッグ波長シフト特性を用い、非特許文献１に記載されている式を用いて＋２２℃（温度変化０℃）〜＋３２２℃（温度変化３００℃）の温度環境下にてひずみと温度の同時計測を行った。
ひずみと温度変化に対するスロー軸とファスト軸のブラッグ反射光変化を示す行列式は、式（１）〜式（４）をもとに、式（５）のように表すことができる。なお、式（５）における単位は、ブラッグ波長変化（Δλｓｌｏｗ，Δλｆａｓｔ）がｐｍ、ひずみ（Δε）がμε、温度変化（ΔＴ）が℃であり、基準ひずみを０με、基準温度変化を０℃とした。【００５０】
【数５】
2012023219.tif 000009
【００５１】
ＦＢＧにひずみと温度変化を同時に与え、このときのスロー軸およびファスト軸のブラッグ反射光の波長変化を式（５）に代入し、ひずみ（Δε）および温度変化（ΔＴ）を求めた。その結果を表３に示す。表３は、このときの計測結果と設定値からの誤差を示す表である。合計２７通りの条件でひずみと温度を計測したところ、いずれの条件においても、ひずみの測定誤差±１００με、温度の測定誤差±１０℃という、高精度の計測結果を得た。【００５２】
【表３】
2012023219.tif 000010
【００５３】
なお、式（５）においてΔＴ２、すなわちΔＴ×ΔＴの項があるため、式（５）からΔεを消去するとΔＴの２次方程式が得られ、温度変化（ΔＴ）の解が２つ求まる。それぞれのΔＴの解に対してひずみ（Δε）の解が存在するので、ひずみ（Δε）の解も２つ求まる。
しかしながら、今回実施したひずみと温度変化の範囲における温度変化のもう一方の解は、１３６４〜１６６９℃となり、本実施例の偏波保持ファイバおよび光ファイバセンサが計測不能な温度領域である。したがって、表３に示した温度変化が真の値であることは明瞭である。また、仮に温度変化が１３６４〜１６６９℃としてひずみを計算すると、−１７０８５〜−３１１６７με（つまり、負の値であり、圧縮ひずみであることを示す）となり、偏波保持ファイバが座屈して計測不能なひずみ値である。したがって、表３に示したひずみが真の値であることは明瞭である。【００５４】
＜実施例３：構造物に固定された光ファイバセンサ＞
実施例２のＦＢＧを用い、構造物に生じるひずみと温度の計測を行った。本実施例では、構造物としてステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）の基材を用いた。まず、この基材に光ファイバセンサのセンシング部（ＦＢＧ）を直接固定して、基材及びＦＢＧを恒温槽に設置した。次いで、恒温槽を−６０〜＋１００℃の温度に設定し、基材の温度変化と、この温度変化に起因する基材の線膨張によるひずみとを測定した。このとき、恒温層と基材温度は同一となる条件で測定した。なお、ＦＢＧを基材に固定するために用いられる接着材として、偏波保持ファイバの被覆材と同じポリイミドを用いた。
図１４は、基材に固定したＦＢＧ（実施例３）と基材に固定する前のＦＢＧ（実施例２）の設定温度（恒温槽の設定温度、即ち環境温度）と、ブラッグ波長との関係を示すグラフである。温度が＋２５℃である場合における基材に固定したＦＢＧ（実施例３）と、基材に固定する前のＦＢＧ（実施例２）のブラッグ波長との差は、ＦＢＧが基材に固定された際の初期張力の大きさを示している。ここで、初期張力とは、温度が＋２５℃である場合においてＦＢＧに印加されているひずみと定義し、この温度における基材の状態は、膨張または収縮のない無ひずみ状態とする。
図１４において、基材に固定したＦＢＧ（実施例３）と基材に固定する前のＦＢＧ（実施例２）とのブラッグ波長の差に着目すると、基材の温度が＋２５℃以上の時は、基材の線膨張によりＦＢＧに引張りひずみが印加されてその差が大きくなっている。一方、温度が＋２５℃以下の場合では、基材の収縮によりＦＢＧに圧縮ひずみが印加されてその差が小さくなる結果が得られた。【００５５】
図１４で得られた基材に固定したＦＢＧ（実施例３）のブラッグ波長のシフトは、基材の温度変化と、温度変化に伴う基材の線膨張によるひずみに起因するので、同時計測により、ひずみ及び温度変化の各々の影響を分離した。この計測におけるスロー軸のひずみ依存性には式（１）を用い、ファスト軸のひずみ依存性には式（２）を用いた。また、ブラッグ波長の温度変化依存性には、図１４に示した基材に固定する前のＦＢＧ（実施例２）のブラッグ波長のシフト特性を２次近似した結果を用いた。式（６）にスロー軸における温度変化とブラッグ波長との関係を示す。また、式（７）に、ファスト軸における温度変化とブラッグ波長との関係を示す。なお、式（６）〜式（７）における単位は、ブラッグ波長（ｙ）がｎｍ、温度変化（ｘ）が℃である。【００５６】
【数６】
2012023219.tif 000011
【００５７】
【数７】
2012023219.tif 000012
【００５８】
以上求めたスロー軸およびファスト軸におけるブラッグ波長変化のひずみと温度変化依存性とを用いると、ひずみと温度変化に対するスロー軸とファスト軸のブラッグ反射光を示す行列式は、式（８）のように表せる。なお、式（８）における単位は、ブラッグ波長変化（Δλｓｌｏｗ，Δλｆａｓｔ）がｐｍ、ひずみ（Δε）がμε、温度（ΔＴ）が℃であり、基準ひずみを０με、基準温度を＋２５℃とした。【００５９】
【数８】
2012023219.tif 000013
【００６０】
式（８）の基準ひずみが０μεであるので、式（８）で計算されるひずみ値は、ＦＢＧに印加した初期張力と基材の線膨張によるひずみの合計値となる。そこで、最初に式（５）を用いてＦＢＧに印加した初期張力を求めたところ、２３９７μεとなった。すなわち、式（８）で得られたひずみ値から２３９７μεを減じた値が基材の線膨張によるひずみ値となる。また、式（８）の基準温度が＋２５℃であるので、式（８）で計算される温度変化の値に対して＋２５℃を加えた値が温度値となる。【００６１】
図１５は、図１４の結果をもとに式（８）を用いて、基材に固定したＦＢＧ（実施例３）のブラッグ波長のシフトから基材の温度と、温度変化に伴う基材の線膨張によるひずみを計測した結果である。このグラフは、横軸が恒温槽の設定温度を示し、グラフ左軸（図１５において左側に位置する縦軸）が温度の計測値を示す。また、グラフ右軸（図１５において右側に位置する縦軸）はひずみの計測値を示し、グラフ中の実線が基材（ＳＵＳ３０４）の線膨張係数から計算したひずみ値を示す。つまり、ひずみの計測値が実線に近いほど同時計測の結果が妥当であることを示している。図１５に示すように、−６０〜＋１００℃の範囲において、恒温槽の設定値に伴う基材の温度変化と、基材の線膨張によりるひずみを精度よく同時に計測することができた。【００６２】
以上、本実施例３では、基材の温度変化と、温度変化に起因する基材の線膨張によるひずみを同時に計測することで、本発明の光ファイバセンサが、構造物に生じるひずみと温度とを同時に計測できることを実証した。なお、本発明において、光ファイバの長手方向に沿って基材に機械的なひずみが生じた場合でも、同時計測は可能である。このとき、ひずみ値は、機械的なひずみと基材の線膨張によるひずみの合計値として算出される。もちろん、本実施例にて得られる基材の線膨張によるひずみ値があらかじめ求められていれば、機械的なひずみが生じた場合に、機械的なひずみと基材の線膨張によるひずみとを分離することができる。
さらに、本実施例では−６０〜＋２５℃における同時計測も実施されていることから、実施例２の結果とあわせると、本発明の光ファイバセンサは、−６０〜＋３２２℃の範囲でひずみと温度とを同時に計測することが可能であるといえる。【００６３】
以上説明した実施例１〜３によれば、−６０〜＋３００℃程度の温度環境下において使用可能な偏波保持ファイバと、この偏波保持ファイバを含むセンシング部を有するひずみと温度の同時計測を行う光ファイバセンサを得られた。この偏波保持ファイバは、低伝送損失（０．８８ｋｍ/ｄＢ）、低曲げ損失（曲げ直径２０ｍｍ×１０ｔｕｒｎｓで０．００６ｄＢ）、高偏波クロストーク（−２５ｄＢ／１００ｍ）特性を有し、また、−６０〜＋３００℃の温度環境下において、伝送損失と偏波クロストークの変動がほとんどないことから、前記温度環境で用いるセンサ用の光ファイバとして好適である。
また、前記偏波保持ファイバを含むセンシング部を有するファイバセンサは、−６０〜＋３００℃程度の温度環境下において、ひずみと温度の同時計測が可能である。特に、このファイバに形成されたＦＢＧをセンシング部として用いることで、ひずみの測定誤差±１００με、温度の測定誤差±１０℃という、高精度の計測結果を得られる。さらに、計測対象物である構造物にセンシング部を固定することで、構造物に生じるひずみと温度を同時に計測することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明の偏波保持ファイバおよびこれを用いた光ファイバセンサによれば、−６０〜＋３００℃程度の温度範囲にてひずみと温度変化の同時計測が可能である。これにより、油井に代表される高温環境下や航空機に代表される温度変動の大きい環境下への適用が可能となる。
【符号の説明】
【００６５】
１…コア
２…クラッド
３…応力付与部
４…被覆材
５…偏波保持ファイバ
６…ファイバブラッググレーティング（ＦＢＧ）
７…センシング部
【図１】
2012023219.tif 000014
【図２】
2012023219.tif 000015
【図３Ａ】
2012023219.tif 000016
【図３Ｂ】
2012023219.tif 000017
【図４Ａ】
2012023219.tif 000018
【図４Ｂ】
2012023219.tif 000019
【図５】
2012023219.tif 000020
【図６】
2012023219.tif 000021
【図７】
2012023219.tif 000022
【図８】
2012023219.tif 000023
【図９】
2012023219.tif 000024
【図１０】
2012023219.tif 000025
【図１１】
2012023219.tif 000026
【図１２】
2012023219.tif 000027
【図１３】
2012023219.tif 000028
【図１４】
2012023219.tif 000029
【図１５】
2012023219.tif 000030
【手続補正書】
【提出日】平成25年2月18日(2013.2.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏波保持ファイバであって、
ゲルマニウムがドープされた石英ガラスからなるコアと、
前記コアに形成されたファイバブラッググレーティングと、
ホウ素がドープされた石英ガラスからなり、前記コアから離間し、互いに対向するように配置され、前記コアを中心にして対称な位置に設けられている１対の応力付与部と、
純粋石英ガラスからなり、前記コアおよび前記応力付与部を包囲するクラッドと、
前記クラッドの外周に設けられた膜厚１０μｍ以下のポリイミドからなる被覆材と、
を有し、
波長１５５０ｎｍ、温度＋２２℃におけるモード複屈折が５×１０−４以上であり、
偏波クロストークが−２５ｄＢ／１００ｍ以下であることを特徴とする偏波保持ファイバ。
【請求項２】
光ファイバセンサであって、
請求項１に記載の偏波保持ファイバを用い、−６０℃以上＋３００℃以下の環境でひずみと温度とを同時に計測することを特徴とする光ファイバセンサ。
【請求項３】
請求項２に記載の光ファイバセンサであって、
前記偏波保持ファイバが、計測対象物である構造物に固定され、前記構造物に生じるひずみと温度とを同時に計測することを特徴とする光ファイバセンサ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
前記課題を解決するため、本発明の第１態様の偏波保持ファイバは、ゲルマニウムがドープされた石英ガラスからなるコアと、前記コアに形成されたファイバブラッググレーティングと、ホウ素がドープされた石英ガラスからなり、前記コアから離間し、互いに対向するように配置され、前記コアを中心にして対称な位置に設けられている１対の応力付与部と、純粋石英ガラスからなり、前記コアおよび前記応力付与部を包囲するクラッドと、前記クラッドの外周に設けられた膜厚１０μｍ以下のポリイミドからなる被覆材とを有し、波長１５５０ｎｍ、温度＋２２℃におけるモード複屈折が５×１０−４以上であり、偏波クロストークが−２５ｄＢ／１００ｍ以下である。
前記課題を解決するため、本発明の第２態様の光ファイバセンサは、上述の偏波保持ファイバを用い、−６０℃以上＋３００℃以下の環境でひずみと温度とを同時に計測する。
本発明の第２態様の光ファイバセンサにおいては、前記偏波保持ファイバが、計測対象物である構造物に固定され、前記構造物に生じるひずみと温度とを同時に計測することが好ましい。
【国際調査報告】
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